Tracheostomy versus prolonged intubation in moderate to severe traumatic brain injury: a multicentre retrospective cohort study

Can J Anaesth. 2023 Sep;70(9):1516-1526. doi: 10.1007/s12630-023-02539-7. Epub 2023 Jul 28.

Abstract

Purpose: Tracheostomy is a surgical procedure that is commonly performed in patients admitted to the intensive care unit (ICU). It is frequently required in patients with moderate to severe traumatic brain injury (TBI), a subset of patients with prolonged altered state of consciousness that may require a long period of mechanical respiratory assistance. While many clinicians favour the use of early tracheostomy in TBI patients, the evidence in favour of this practice remains scarce. The aims of our study were to evaluate the potential clinical benefits of tracheostomy versus prolonged endotracheal intubation, as well as whether the timing of the procedure may influence outcome in patients with moderate to severe TBI.

Methods: We conducted a retrospective multicentre cohort study based on data from the provincial integrated trauma system of Quebec (Québec Trauma Registry). The study population was selected from adult trauma patients hospitalized between 2013 and 2019. We included patients 16 yr and older with moderate to severe TBI (Glasgow Coma Scale score < 13) who required mechanical ventilation for 96 hr or longer. Our primary outcome was 30-day mortality. Secondary outcomes included hospital and ICU mortality, six-month mortality, duration of mechanical ventilation, ventilator-associated pneumonia, ICU and hospital length of stay as well as orientation of patients upon discharge from the hospital. We used propensity score covariate adjustment. To overcome the effect of immortal time bias, an extended Cox shared frailty model was used to compare mortality between groups.

Results: From 2013 to 2019, 26,923 patients with TBI were registered in the Québec Trauma Registry. A total of 983 patients who required prolonged endotracheal intubation for 96 hr or more were included in the study, 374 of whom underwent a tracheostomy and 609 of whom remained intubated. We observed a reduction in 30-day mortality (adjusted hazard ratio, 0.33; 95% confidence interval, 0.21 to 0.53) associated with tracheostomy compared with prolonged endotracheal intubation. This effect was also seen in the ICU as well as at six months. Tracheostomy, when compared with prolonged endotracheal intubation, was associated with an increase in the duration of mechanical respiratory assistance without any increase in the length of stay. No effect on mortality was observed when comparing early vs late tracheostomy procedures. An early procedure was associated with a reduction in the duration of mechanical respiratory support as well as hospital and ICU length of stay.

Conclusion: In this multicentre cohort study, tracheostomy was associated with decreased mortality when compared with prolonged endotracheal intubation in patients with moderate to severe TBI. This effect does not appear to be modified by the timing of the procedure. Nevertheless, the generalization and application of these results remains limited by potential residual time-dependent indication bias.

RéSUMé: INTRODUCTION: La trachéotomie est une intervention chirurgicale communément pratiquée chez les personnes admises à l'unité de soins intensifs (USI). Elle est fréquemment requise chez les patient·es victimes d’un traumatisme craniocérébral (TCC) modéré à grave, un sous-groupe présentant une altération prolongée de l’état de conscience qui peut nécessiter une longue période d'assistance respiratoire mécanique. Bien que bon nombre de cliniciens et cliniciennes soient favorables à l'utilisation d’une trachéotomie précoce chez cette patientèle, les données probantes en faveur de cette pratique restent insuffisantes. Les objectifs de notre étude étaient d'évaluer l’effet de la trachéotomie par rapport à l'intubation endotrachéale prolongée, ainsi que si le moment où la procédure est effectuée pouvait influencer cet effet, chez les personnes ayant subi un TCC modéré à grave. MéTHODES: Nous avons effectué une étude de cohorte rétrospective multicentrique basée sur le système provincial intégré de traumatologie du Québec (Registre des traumatismes du Québec). La population de l'étude a été sélectionnée parmi les patient·es adultes victimes de traumatismes hospitalisé·es entre 2013 et 2019. Nous avons inclus les patient·es âgé·es de 16 ans et plus présentant un TCC modéré à grave (score sur l’échelle de coma de Glasgow [GCS] < 13) ayant nécessité une assistance respiratoire mécanique pendant 96 h ou plus. Notre critère d’évaluation principal était la mortalité à 30 jours. Les critères d’évaluation secondaires comprenaient la mortalité hospitalière et à l’USI, la mortalité à 6 mois, la durée d’assistance respiratoire mécanique, les pneumonies acquises en lien avec l’assistance respiratoire mécanique, les durées de séjour à l’USI et à l’hôpital ainsi que l'orientation des patient·es à leur sortie de l'hôpital. Nous avons utilisé un score de propension pour l'ajustement des covariables. Pour corriger l'effet du biais du temps immortel, un modèle de régression de la fragilité partagée de Cox étendu a été utilisé pour estimer la mortalité entre les groupes. RéSULTATS: De 2013 à 2019, 26 923 personnes victimes de TCC ont été inscrites dans le Registre des traumatismes du Québec. Un total de 983 patient·es ayant nécessité une intubation endotrachéale prolongée de 96 h ou plus ont été inclus·es dans l'étude, dont 374 ont subi une trachéotomie et 609 sont resté·es intubé·es. Nous avons observé une réduction de la mortalité à 30 jours (aHR : 0,33 [0,21 − 0,53]) associée à la trachéotomie en comparaison à l’intubation endotrachéale prolongée. Cet effet a également été observé à l’USI ainsi qu’à 6 mois. La trachéotomie, comparée à l’intubation endotrachéale prolongée, était associée à une augmentation de la durée d’assistance respiratoire mécanique sans augmentation de la durée de séjour. Aucun effet sur la mortalité n’a été observé en comparant les procédures de trachéotomie précoces et tardive. Une procédure précoce a été associée à une réduction de la durée d’assistance respiratoire mécanique ainsi que la durée de séjour à l’USI et à l’hôpital. CONCLUSION: Dans cette étude de cohorte multicentrique, nous avons observé que la trachéotomie est associée à une diminution de la mortalité en comparaison à l’intubation endotrachéale prolongée chez la patientèle ayant subi un TCC modéré ou grave. Cet effet ne semble pas modifié par le moment de la procédure durant l’hospitalisation. La généralisation et l'application de ces résultats restent toutefois limitées par un biais d'indication résiduel potentiel.

Keywords: critical care medicine; outcome; timing; tracheostomy; traumatic brain injury.

Publication types

  • Multicenter Study

MeSH terms

  • Adult
  • Brain Injuries, Traumatic* / surgery
  • Cohort Studies
  • Humans
  • Intensive Care Units
  • Intubation, Intratracheal
  • Length of Stay
  • Respiration, Artificial / methods
  • Retrospective Studies
  • Tracheostomy* / methods